Файл: Лурье, Ю. Ю. Химический анализ производственных сточных вод.pdf

Ход определения. Если сточная вода мутная, ее надо про­ фильтровать, а если окрашенная — разбавить дистиллирован­ ной водой. Разбавление проводят в мерных колбах емкостью 100—200 мл; сначала наливают в мерную колбу 20—30 мл ди­ стиллированной воды, потом точно отмеренный объем анализи­ руемой воды, раствор перемешивают, доливают дистиллирован­ ной водой до метки и снова хорошо перемешивают. Взятый объем анализируемой воды учитывают при вычислении резуль­ тата анализа.

В коническую колбу помещают 100 мл анализируемой воды, взятой непосредственно или предварительно разбавленной, как описано выше; приливают 5 капель раствора фенолфталеина и содержимое колбы титруют на белом фоне хлористоводородной или серной кислотой до исчезновения розовой окраски. Израс­ ходованное на титрование количество кислоты соответствует щелочности воды по фенолфталеину, т. е. содержанию в ней ве­ ществ второй группы.

Затем в колбу приливают 5—6 капель раствора метилового желтого или бромфенолового синего, или смешанного индика­ тора. В другую коническую колбу наливают такой же объем анализируемой воды и столько же индикатора, сколько быловведено в первый раствор; ставят обе колбы на белую бумагу и титруют жидкость в первой колбе кислотой до тех пор, пока цвет ее не станет отличаться от цвета жидкости во второй колбе. Если известен качественный и приближенный количественный состав пробы, то лучше приготовить раствор-«свидетель», состав которого должен бьпь близким к составу пробы в конце титро­ вания, прибавить в этот раствор индикатор и титровать пробу до совпадения ее окраски с окраской раствора-«свидетеля».

Расход титрованного раствора кислоты на второе титрование показывает содержание в воде веществ третьей группы, а об­ щее количество израсходованного на титрование раствора кис­ лоты — общую щелочность анализируемой воды.

При желании определить отдельно содержание в воде анио­ нов летучих и нелетучих слабых кислот (группа 4) чв качестве индикатора применяют метиловый желтый или метиловый оран­ жевый (без добавления синего красителя), прибавляют к оттит­ рованному раствору еще несколько миллилитров раствора кис­ лоты в избытке и отгоняют летучие кислоты (см. «Летучие кис­ лоты жирного ряда», разд. 57). Затем закрывают колбу пробкой с вставленной в нее трубкой с натронной известью, охлаж­ дают под краном и, вынув трубку, разбавляют жидкость ди­ стиллированной водой, не содержащей СОг, после чего сейчас же титруют раствором едкой щелочи. Сначала окраска рас­ твора из красной переходит в желтую, и с этого момента начи­ нают отсчет объема едкой щелочи, расходуемой на титрование. Титрование заканчивают, когда появляется слабо-розовое ок­ рашивание от фенолфталеина1

32

Об определении солей летучих слабых кислот при отсут­ ствии солей нелетучих слабых кислот см. выше.

Промышленные сточные воды, обработанные гипохлоритом кальция или хлорной известью для очистки от вредных органи­ ческих веществ или от цианидов, обычно содержат некоторый избыток гипохлорит-ионов. Определение щелочности таких вод затруднено, так как избыток окислителя обесцвечивает индика­ тор. В этих случаях определение рекомендуется проводить по­ тенциометрическим титрованием кислотой со стеклянным элек­ тродом или же применить описанные ниже методы определения щелочности сточных вод гипохлоритных заводов.

Расчет. Результат анализа рассчитывают согласно указа­ ниям, сделанным в пунктах 1—4, пересчитывают на 1л анали­ зируемой воды и выражают в миллиграмм-эквивалентах, т. е. вычисляют, сколько миллиграмм-эквивалентов ионов перечис­ ленных выше групп содержится в сточной воде.

9.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЩЕЛОЧНОСТИ СТОЧНЫХ ВОД ГИПОХЛОРИТНЫХ ЗАВОДОВ

Р еакт ивы — см. стр. 31.

Ход определения. Определение щелочности сточных вод за­ водов, выпускающих хлорную известь и гипохлорит кальция, за­ труднено тем, что присутствующие в этих водах гипохлориты обесцвечивают применяющиеся индикаторы. Такие воды пред­ варительно дехлорируют и определяют щелочность одним из следующих методов.

1. К пробе анализируемой сточной воды (10—100 мл, в з висимости от ее щелочности) приливают в небольшом избытке (по сравнению с требуемым для восстановления гипохлорита) 3%-ный раствор перекиси водорода, предварительно нейтрали­ зованный по фенолфталеину, нагревают до прекращения выде­ ления кислорода, охлаждают, прибавляют еще немного фенол­ фталеина и титруют кислотой до обесцвечивания раствора.

Для определения общей щелочности к' другой такой же порции сточной воды прибавляют в избытке раствор перекиси водорода, нейтрализованный по метиловому желтому или по заменяющему его индикатору, нагревают до прекращения выде­ ления газа, охлаждают, прибавляют тот же индикатор и тит­ руют кислотой до изменения окраски.

Метод основан на том, что при восстановлении гипохлоритионов перекисью водорода концентрации Н+- и ОН~-ионов в рас­ творе не изменяются:

СЮ’ + Н20 2 = С Г + Н20 + 0 2

Предварительная нейтрализация перекиси водорода по при­ меняемому индикатору необходима потому, что в ней обычно

содержатся кислоты (салициловая, барбитуровая или фосфор­ ная), прибавляемые для ее стабилизации.

2.В коническую колбу, снабженную притертой пробкой, н

ливают определенный объем анализируемой воды (10—100 мл в зависимости от ее щелочности) и содержимое колбы разбав­ ляют, если надо, до 100 мл свежепрокипяченной и охлажденной дистиллированной водой. Затем прибавляют 1 г иодида калия и 50 мл точно отмеренного раствора серной кислоты. Происхо­ дит выделение иода:

■СЮ" + 2Н+ + 2Г = СГ + Н20 + 12

При этом выделение одного эквивалента иода сопровож­ дается нейтрализацией одного эквивалента кислоты, что надо учитывать при расчете результата определения щелочности.

Выделившийся иод оттитровывают раствором тиосульфата натрия, прибавляя в конце титрования немного раствора крах­ мала. После этого в колбу добавляют 5—6 капель метилового желтого или любого другого из перечисленных на стр. 31 ин­ дикаторов и оттитровывают избыток кислоты раствором едкого натра.

Этим способом определяется только общая щелочность ана­ лизируемой воды.

Расчет. Щелочность воды (х) в мг-экв на 1 л вычисляют по формуле:

коэффициенты для приведения концентрации растворов серной кислоты, тио­ сульфата натрия и едкого натра к. точно 0,1 и.; V — объем анализируемой сточной воды, мл.

10. кислотность

Кислотностью называется содержание в воде веществ, всту­ пающих в реакцию с сильными щелочами (едким натром, ед­ ким кали), т. е. с гидроксил-ионами. К этим веществам отно­ сятся:

1)сильные кислоты, полностью диссоциирующие в разбав­ ленных растворах с образованием ионов водорода (хлористово­ дородная кислота, азотная кислота и т. п.);

2)слабые кислоты: уксусная кислота, сернистая кислота, угольная кислота, свободный сероводород и т. п.;

3)катионы слабых оснований: ионы аммония, железа, алю­ миния, органических оснований и т. п. Соединения, содержащие эти катионы, гидролизуются с образованием ионов водорода.

Вконце титрования веществ второй группы едким натром раствор должен содержать соответствующие этим слабым кис­

34

группы, переводя в комплексные соединения, которые в этих

входящих в предыдущую группу. В данную группу входят сла­ бые кислоты: органические, угольная, сероводород и т. п., ионы

H2POJ (титруются до НРОГ) и катионы слабых оснований. Отделение катионов летучих слабых оснований от катионов

нелетучих слабых оснований (аналогично тому, как это реко­ мендовано выше для анионов летучих и нелетучих слабых кис­ лот, разд. 9) также возможно, но ионы аммония (наиболее часто встречающийся случай) лучше определять так, как это описано в разд. 16.

Реактивы

Тимолфталеин или фенолфталеин, 1%-ный сппртовый раствор.

Метиловый желтый или один из замещающих его индикаторов — см.

стр. 31.

Едкая щелочь, 0,1 н. раствор.

При определении кислотности сточных вод, содержащих большие количе­ ства солей алюминия или железа (III), требуются дополнительно:

Сульфат аммония *. Тиомочевина *.

Фторид калия. Растворяют 30 г KF•2НгО в 100 мл воды; раствор ней­ трализуют по тому индикатору, который применяют при титровании пробы.

Сульфат меди, кристаллический.

Серная кислота, 0,1 и. раствор.

При определении кислотности сточных вод, содержащих большие коли­ чества солей железа (II), требуется дополнительно:

Гексаметафосфат натрия, 2%-ный раствор, нейтрализованный по приме­ няемому индикатору.

Ход определения. При определении кислотности титрование с разными индикаторами лучше проводить в отдельных порциях анализируемой воды.

О п р е д е л е н и е о б ще й к и с л о т н о с т и . К 50—100 мл анализируемой воды прибавляют 10 капель раствора тимолфталеина или фенолфталеина и титруют раствором едкого натра на белом фоне до появления неисчезающего синего (при исполь­ зовании тимолфталеина) или розового (при использовании фе­ нолфталеина) окрашивания.

О п р е д е л е н и е с о д е р ж а н и я с и л ь н ы х к и с л о т . К Другой пробе анализируемой воды (50—100 мл) прибавляют 5—6 капель метилового желтого (или одного из заменяющих его индикаторов, см. стр. 31). Затем пробу титруют раствором едкого натра до изменения окраски индикатора. В присут­

* Вместо сульфата аммония и тиомочевины можно пользоваться раство­ ром фторида калия.

36